В России отметили День науки. Почти триста лет назад Петр I подписал указ об учреждении Академии наук. За это время ученые совершили немало важных открытий, которые упростили нашу жизнь, помогли найти ответы на многие вопросы. Современные ученые без дела также не сидят. Новые времена требуют новых прорывных технологий во всех областях. Над ними и работают служители науки. В том числе в нашем крае.
Как ключ к замку
Слышали ли вы когда-нибудь об аптамерах? Это короткие одноцепочечные ДНК или РНК, способные избирательно связываться с определенными мишенями – тканями, клетками или молекулами. Открыты они были относительно недавно. Красноярские ученые решили, что аптамеры подойдут для создания цифровых лекарств, которые доставляют препарат к месту назначения. Также они, как ключ к замку, подходят к определенной опухолевой мишени.
– Исследования при таких заболеваниях, как рак молочной железы и рак легкого, показали, что аптамеры способны «прикрепляться» к опухоли и ее метастазам, – рассказывает Руслан Зуков, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой онкологии и лучевой терапии КрасГМУ. – Так, при обработке ткани аэрозолем, содержащим аптамеры с прикрепленными флуоресцентными метками, мы можем видеть границу между здоровой и опухолевой тканью. Последняя окрашивается в синий цвет. Это позволит нам максимально радикально удалить опухоль. Почему это актуально? Объем удаляемых тканей при многих видах онкологических операций четко определен и является стандартом, но в случае выхода опухоли за пределы органа объем резекции определяется оперирующим хирургом. И если возникают сомнения в радикальности операции, хирург расширяет объем удаляемых тканей на основании визуального осмотра. Кроме того, есть такое понятие, как «профилактическое удаление лимфоузлов». Но если мы докажем, что метастазов опухоли в данных узлах нет, объем операции может быть уменьшен, что сократит процент осложнений после вмешательства.
Есть еще второй метод их применения: после забора крови у пациента мы можем определить количество циркулирующих опухолевых клеток. Как правило, если растет опухоль, увеличивается и количество циркулирующих опухолевых клеток. Понимая этот параметр, можем оценивать эффективность проводимого лечения при химиотерапии. Аналогов здесь нет. Большинство существующих сывороточных онкомаркеров не являются высокочувствительными и специфичными.
Сегодня для оценки эффективности лекарственной терапии в онкологии мы через 2–3 месяца от начала лечения выполняем инструментальные исследования (компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию и т. д.) для определения размеров опухоли. Но не во всех случаях увеличение опухоли означает прогрессирование, а уменьшение – однозначно свидетельствует об эффективности терапии. При этом такой показатель, как количество циркулирующих опухолевых клеток, гораздо раньше может показать неэффективность проводимого лечения.
Деревья с хорошим иммунитетом
Как вы думаете, зачем нам, особенно живущим в Сибири, клонирование деревьев?
Ученые заявляют: такая технология в перспективе помогла бы, к примеру, в озеленении Красноярска: саженцы деревьев принимаются не всегда, а те, что вырастают, нередко болеют и страдают от вредителей. Клонирование помогает вырастить устойчивое к неблагоприятным воздействиям дерево гораздо быстрее.
Много деревьев вырубается, а восстановительные мероприятия не всегда эффективны. Не говоря уже о том, что спилить можно за пять минут, а чтобы вырастить – требуется не одно десятилетие. Кедр, например, растет почти пятьсот лет, плодоносить начинает только через сто лет.
За рубежом уже сейчас популярна технология по плантационному выращиванию леса. Участок засаживают «клонами», которые пригодны к рубке через 30–40 лет.
Ведущий сотрудник Института леса им. Сукачева СО РАН Ираида Третьякова с командой молодых ученых уже несколько лет занимается клонированием деревьев. Первым опытным образцам лиственницы пошел шестой год.
Для начала им нужно было найти экземпляры, которые устойчивы к распространенному вредителю – лиственничной почковой галлице:
– В городе сейчас много заболевших деревьев. Насекомое поражает почки, ветви становятся хрупкими, крона изреженной, и дерево может погибнуть. После многолетней работы, просмотра сотен экземпляров мы нашли всего три дерева – два из них из Хакасии и одно из дендрария ИЛ СО РАН, которые были нечувствительны к вредителю.
Как происходит клонирование? Ученые отщипывают 1–2 миллиметра растительной ткани, погружая в особую среду на агаре – с небольшим добавлением гормонов, микро-и макроэлементами, минеральными солями. Затем появляется масса соматических зародышей. В год с одного экспланта можно получить пять миллионов зародышей и вырастить из них несколько тысяч сеянцев.
– В России только мы занимаемся клонированием хвойных деревьев, – говорит Ираида Третьякова. – Правда, пока не все получается. Сейчас занимаемся елью и кедровым стлаником.
Хлеб для снижения сахара
Здоровый образ жизни сегодня становится ориентиром для многих россиян. Но, к сожалению, в обычных магазинах полезных продуктов не так уж и много. Красноярские ученые уже несколько лет работают над тем, чтобы привычные нам продукты были и полезнее, и доступнее для потребителя. Специалисты кафедры технологии и организации общественного питания торгово-экономического института СФУ разработали рецептуру нового сорта хлеба «Северянин» – специально для людей, проживающих в сложных климатических условиях.
– В составе теста присутствует порошок из топинамбура, – рассказывает руководитель проекта Лариса Ермош, профессор СФУ. – По сравнению с обычным хлебом этот сорт содержит повышенное количество пищевых волокон – клетчатки, пектиновых веществ, способных выводить из организма вредные вещества, в том числе тяжелые металлы. В нем также есть фосфор, кальций, магний, инулин, отсутствующий в традиционном хлебе, – важный компонент регулирования уровня сахара в крови.
На западе России топинамбур – востребованная культура, для нашего региона – скорее нетрадиционная. На протяжении нескольких лет мы изучали его свойства и возможность применения в различном виде для обогащения кондитерских, мучных, мясных, рыбных изделий. Сертифицированная по всем российским стандартам технология хлеба передана Эвенкийскому району для дальнейшего применения в частных и муниципальных пекарнях.
В торгово-экономическом институте СФУ разработаны и другие полезные продукты. К примеру, с использованием местного дикорастущего сырья (ягод, папоротника, хвои). Даже бисквитные изделия можно сделать более полезными. Обычно при их выпечке используется белая мука с низкой пищевой ценностью, большое количество сахара, масла. Они высококалорийны, но не содержат ряда витаминов, минералов и пищевых волокон. Однако при обогащении свекольным, морковным, облепиховым соком, порошком или жмыхом из проростков пшеницы пирожные становятся полезнее для здоровья.
